OPIS
Pozwól uczniom swobodnie kształtować miejsce, w którym się uczą. Podczas tej lekcji uczniowie użyją Cyklu tworzenia wynalazków littleBits do opracowania wynalazku, który powinien ich zdaniem znaleźć się w sali lekcyjnej przyszłości.
Najpierw przeprowadzą burzę mózgów, poszukując sposo-bów na eliminację najczęstszych źródeł frustracji lub poprawę codziennych interakcji ze swoim otoczeniem. Następnie zbudują i przetestują kilka prototypów ulubionego pomysłu, wprowadzając w nich ulepszenia i mierząc, na ile każdy z nich spełnia założone kryteria sukcesu. Pod koniec lekcji uczniowie zilustrują historię swoich wynalazków za pomocą storyboardu, porównującego stan „przed” i „po”.
CELE
Po ukończeniu tej lekcji uczniowie będą potrafili:
• prowadzić burze mózgów w celu sprostania wyznaczonemu zadaniu;
• zbudować i wypróbować obwód zawierający źródło zasila-nia, Bity wejściowe i Bity wyjściowe;
• zbudować z Bitów i innych materiałów prototyp wynalazku;
• wypróbować zbudowany przez siebie prototyp i udoskonalić go;
• samodzielnie ocenić własną pracę na podstawie wskaza-nych kryteriów sukcesu i ograniczeń;
• wykazać umiejętności niezbędne w fazach: TWORZENIA, ZABAWY, WARIACJI i PREZENTACJI CYKLU TWORZENIA WYNALAZKÓW LITTLEBITS, rejestrując przy tym przebieg pracy nad swoim wynalazkiem w Dzienniku wynalazcy;
• streścić zastosowany proces i zaprezentować będący jego zwieńczeniem wynalazek, tworząc storyboard przedstawia-jący stan „przed” i „po”.
STRATEGIE OCENIANIA
Lista kontrolna (str. 18) może posłużyć do oceny zrozumienia przez uczniów Cyklu tworzenia wynalazków, prawidłowości korzystania z Dziennika oraz powodzenia w osiąganiu celów lekcji. Dla potrzeb oceny formatywnej (kształtującej), lista może okazać się przydatna przy zadawaniu uczniom pytań dotyczących bieżącego zadania i weryfikacji prawidłowości przebiegu ich pracy. Lista kontrolna przyda się uczniom także do samodzielnej oceny postępów przy przechodzeniu do kolejnych faz Cyklu. Na etapie podsumowania, lista ułatwia ocenę wpisów ucznia w Dzienniku i oszacowanie stopnia, w jakim rozumie on zadanie i proces wynalazczy w ogóle.
zasilanie zob. też listę często używa-nych materiałów na str. 119
AKCESORIA dowolne akcesoria NARZĘDZIA
zob. też listę często używa-nych narzędzi na str. 119
DZIEDZINY
konstruowanie i budowa urządzeń
sztuka/wzornictwo WYMAGANE PRZYGOTOWANIE Wprowadzenie do littleBits Wprowadzenie do Cyklu tworzenia wynalazków
* Wskazówki na temat podziału jednostki lekcyjnej z Przewod-nika na kilka godzin lekcyjnych zawarliśmy na str. 117
NORMY*
3-5-ETS1-1 Projektowanie techniczne: Zdefiniowanie prostego zadania konstruktorskiego będącego odpowiedzią na istniejące zapotrzebowanie lub deficyt, łącznie z określeniem kry-teriów jego sukcesu i ograniczeń wynikających z dostępnych materiałów, czasu lub kosztów.
Aby ta norma została spełniona, uczniowie muszą jednoznacznie zidentyfikować i nazwać po-trzebę lub deficyt inspirujący ich do zbudowania wynalazku, a także zdefiniować kryteria sukcesu i ograniczenia w zakresie materiałów, czasu, kosztu itp., którym są gotowi się podporządkować.
3-5-ETS1-2 Projektowanie techniczne: Tworzenie i porównywanie możliwych rozwiązań dla postawionego problemu z uwzględnieniem prawdopodobieństwa spełnienia stawianych kryteriów i istniejących ograniczeń.
Aby ta norma została spełniona, uczniowie jednoznacznie i ze zrozumieniem muszą porówny-wać różne rozwiązania na podstawie kryteriów sukcesu i przyjętych ograniczeń.
3-5-ETS1-3 Projektowanie techniczne: Planowanie i przeprowadzanie prób mających na celu ustalenie możliwych do udoskonalenia aspektów modelu lub prototypu, podczas których uczeń kontroluje część zmiennych i uwzględnia czynniki mogące przesądzić o niepowodzeniu.
Aby ta norma została spełniona, uczniom muszą mieć sposobność przetestowania i udoskonale-nia zbudowanych prototypów. Spróbuj w jak największym stopniu spełnić uzgodnione kryterium sukcesu, określając wszystkie zmienne poza jedną jako stałe i zmieniając wartość jednego tylko parametru. W ramach tego procesu uczniom można też pozwolić na „zapożyczanie” najlep-szych aspektów z projektów przygotowanych przez innych.
MS-ETS1-1 Projektowanie techniczne: Zdefiniowanie kryteriów i ograniczeń dotyczących zadania konstruktorskiego z uwzględnieniem naukowej zasady jego działania oraz jego potencjalnego wpływu na ludzi i środowisko naturalne, z precyzją wystarczającą do zagwa-rantowania pomyślnej finalizacji rozwiązania.
Aby ta norma została spełniona, uczniowie muszą wyznaczyć różnego rodzaju kryteria sukcesu oraz ograniczenia, które musi spełniać rozwiązanie problemu konstrukcyjnego, aby można je było uznać za udane.
MS-ETS1-2 Projektowanie techniczne: Ocenianie konkurujących ze sobą rozwiązań kon-strukcyjnych za pomocą systematycznej metodologii umożliwiającej ocenę stopnia, w jakim każde z nich spełnia obowiązujące kryteria i ograniczenia.
Aby ta norma została spełniona, uczniowie muszą opracować różne rozwiązania dla zadane-go problemu i porównać je werbalnie, uwzględniając przy tym stopień, w jakim spełniają one postawiony cel i mieszczą się w narzuconych ograniczeniach.
SALA LEKCYJNA PRZYSZŁOŚCI
MS-ETS1-3 Projektowanie techniczne: Analizowanie wyników przeprowadzonych prób pod kątem podobieństw i różnic między kilkoma różnymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi w celu wskazania najlepszych cech każdego z nich i możliwości ich uzyskania w nowych rozwiąza-niach, w celu jak najlepszego spełnienia postawionych kryteriów sukcesu.
Aby ta norma została spełniona, uczniom muszą mieć sposobność przetestowania i udoskonale-nia zbudowanych prototypów. Spróbuj w jak największym stopniu spełnić uzgodnione kryterium sukcesu, określając wartości wszystkich zmiennych poza jedną jako stałe i zmieniając wartość jednego tylko parametru. W ramach tego procesu uczniom można też pozwolić na „zapożycza-nie” najlepszych aspektów z projektów przygotowanych przez innych.
Aby te normy zostały spełnione, za każdym razem, gdy zmienią jakąś zmienną i przetestują skutek takiej zmiany, uczniowie muszą wypełnić rubrykę WARIACJE w Dzienniku wynalazcy (str. 11 i 12). Zadbaj o dodrukowanie i udostępnienie dodatkowych egzemplarzy tych stron przed rozpoczęciem lekcji.
* Więcej nawiązań do elementów programu nauczania zawarliśmy w umieszczonym pod koniec tej lekcji podrozdziale „Rozszerzenia programowe”.
DODATKOWE ODNOŚNIKI I WSKAZÓWKI POMOCNE ODNOŚNIKI — KLIKNIJ MNIE!
Dziennik wynalazcy littleBits
INTERNETOWE INSPIRACJE — KLIKNIJ MNIE!
Edutopia — Elementary Classroom Hacks: Big Ideas at Little Cost (duże ułatwienia małym kosz-tem: sprytne rozwiązania w sali lekcyjnej do nauczania początkowego )
POMOCNE WSKAZÓWKI
Podczas lekcji poświęconych rozwiązywaniu zadań otwartych zalecamy, aby nauczyciel samo-dzielnie zbudował przykładową konstrukcję, którą może pokazać klasie na początku lekcji — ale nie musi. Samodzielne wykonanie zadania, z uwzględnieniem wszystkich faz Cyklu tworzenia wynalazków pozwoli lepiej przygotować się do poprowadzenia lekcji i wskaże miejsca, w któ-rych cała klasa lub niektórzy uczniowie mogą potrzebować nieco więcej czasu lub wsparcia.
KONSPEKT LEKCJI
KROK PIERWSZY: PRZYGOTOWANIE
Tę lekcję można przeprowadzić indywidualnie lub w małych grupach (2-3 uczniów). Każda z grup będzie potrzebować co najmniej jednego Zestawu ucznia STEAM i Przewodnika wyna-lazcy. Każdy uczeń powinien też otrzymać jeden wydrukowany Dziennik wynalazcy oraz Listę kontrolną. Zalecamy też rozdanie Bitów dopiero w fazie tworzenia, aby nie rozpraszać nimi uczniów na początku lekcji, gdy udzielamy im wprowadzających wskazówek i mówimy, czym będą się zajmować. Bardziej doświadczonym użytkownikom w fazie zabawy i wariacji można udostępnić dodatkowe Bity, co powinno zaowocować większą różnorodnością możliwych po-łączeń w obwodach. W łatwo dostępnym miejscu pośrodku sali wyłóż możliwie szeroki wybór materiałów do majsterkowania i narzędzi.
SALA LEKCYJNA PRZYSZŁOŚCI
KROK DRUGI: WPROWADZENIE (10-15 MINUT) Przedstaw cele lekcji i wyjaśnij koncepcję zadania:
„Szkoła i klasa to miejsca, w których spędzacie dużo czasu. Jak ją ulepszyć? Pomyślcie, co można by uprościć, uczynić ciekawszym lub wymyślcie nowość, którą warto wprowadzić.
Dzisiaj skorzystacie z posiadanej już wiedzy, aby zaprojektować wynalazek, który uczyni szkołę megafajnym miejscem. Kto wie, może wasz wynalazek rzeczywiście stanie się w przyszłości ważnym elementem sali lekcyjnej!”
Zanim uczniowie zaczną intensywnie pracować nad zadaniem, szybko przypomnij ramową strukturę Cyklu tworzenia wynalazków i budowę Dziennika wynalazcy (str. 35). Poproś uczniów, aby wymieniali się między sobą zdobytą wiedzą o poszczególnych Bitach, procesie wynalaz-czym i tym, co im się podobało oraz co nastręczyło im trudności podczas wcześniejszych lekcji.
KROK TRZECI: TWORZENIE (40-50 MIN) A. TWORZENIE POMYSŁÓW
Przy każdej z poniższych grup podpowiedzi uczniowie powinni zapisywać przebieg swojej pracy i swoje przemyślenia we własnych Dziennikach wynalazcy.
Jakie macie pomysły?
Zachęć uczniów (całą klasę lub poszczególne grupy) do stworzenia listy rzeczy (procedur, przedmiotów), które chcieliby poprawić, lub których im brak, a które mogłyby ułatwiać im naukę lub codzienną pracę w klasie. Jeżeli uczniom trudno będzie wpaść na jakiekolwiek pomysły, zaproponuj, aby wypytali o to innych uczniów z klasy. Więcej pomysłów do wykorzystania podczas burzy mózgów znajdziesz w podrozdziale „Rola doradcy wynalazcy” na str. 13 (zwłaszcza fragment pt. „Poszukaj inspiracji, zagłębiając się w zainteresowaniach uczniów”).
Który pomysł wydaje się najlepszy?
Gdy lista będzie już liczyć 3–5 pomysłów, poproś uczniów o wybranie problemu, którego rozwiązanie jest ich zdaniem najpilniejsze. Być może jest to coś, co interesuje wiele osób, a może coś, co któryś z uczniów/któraś z grup uważa za coś szczególnie ciekawego lub nowoczesnego.
Uczniowie powinni starać się myśleć według następującego schematu:
Wynajdę _______, który będzie ______, ponieważ _____.
Jak wyglądało życie, zanim... ?
Jak funkcjonuje się uczniom teraz, gdy proponowany wynalazek jeszcze nie istnieje?
Poproś uczniów o narysowanie lub opisanie serii zdarzeń „przed”, „w trakcie” i „po” w taki spo-sób, aby przedstawiały scenariusze możliwych przyczyn i skutków. Koniecznie zwróćcie uwagę, kto w nich występuje i gdzie scenariusze te się rozgrywają.
TWORZENIE
SALA LEKCYJNA PRZYSZŁOŚCI
Jakie obowiązują ograniczenia?
Ograniczenia to wymogi oraz granice, które koniecznie trzeba uwzględnić w procesie wyna-lazczym. Mogą nimi być np. czas, materiały i ciężar. Pozwól uczniom wymienić możliwie dużo ograniczeń, o których ich zdaniem powinni pamiętać podczas pracy. Jeżeli pracujesz z młod-szymi uczniami, dobrym pomysłem będzie wykonanie tego ćwiczenia całą klasą i poproszenie uczniów o zapisanie najczęściej powtarzanych przez klasę pomysłów na tablicy.
Jakie są kryteria sukcesu?
Na jakiej podstawie uczniowie będą mogli uznać, że ich wynalazek jest udany? Opisz najważniej-szy cel tworzonego wynalazku. Jakie są najważniejsze właściwości, które powinien on posiadać?
B. BUDOWA PROTOTYPU
Dla każdej z poniższych podpowiedzi uczniowie powinni zapisywać przebieg swojej pracy i swoje przemyślenia we własnych Dziennikach wynalazcy.
W jaki sposób Bity mogą wam pomóc rozwiązać problem, nad którym pracujecie?
Poproś uczniów, aby przyjrzeli się dostępnym Bitom i materiałom i zastanowili się, czy pozwolą im one (lub nie) rozwiązać postawiony przed nimi problem. Jeżeli klasa utknie w martwym punkcie, spróbujcie dołączyć dowolny Bit do obwodu lub przejrzeć raz jeszcze Spis Bitów (str. 7-27 w Prze-wodniku wynalazcy). Może się zdarzyć, że początkowe pomysły uczniów nie znajdą bezpośred-niego przełożenia na działanie dostępnych Bitów. Zapoznaj się z pomocnymi w takim przypadku sugestiami na temat prototypów na str. 15.
Jak wygląda wasz pierwszy prototyp?
Uczniowie tworzą rysunek (lub rysunki) pierwszego prototypu, zaznaczając na nim nazwy Bitów i wszystkich istotnych funkcji. Powinni także załączyć opis zamierzonego działania proto-typu. Pora, aby uczniowie zaczęli szperać w Bitach i materiałach i nadawać swoim pomysłom fizyczną postać.
KROK CZWARTY: ZABAWA (10-15 MIN) Jak poszły Ci testy?
Zbudowawszy prototypy, uczniowie powinni je wypróbować, aby sprawdzić, czy działają i aby przekonać się, czego mogą się dowiedzieć o swoich wynalazkach. Powinni pamiętać, że nie będą one najprawdopodobniej działać idealnie już za pierwszym razem; niepowodzenie to jednak nieunikniona część procesu tworzenia. Uczniowie powinni zanotować w swoich Dzienni-kach wynalazcy, co im się udało, a co wymaga ulepszenia.
KROK PIĄTY: WARIACJE (15-25 MIN)
Aby spełnić wskazane normy NGSS, poleć uczniom, aby za każdym razem, gdy zmienią jakąś zmienną i przetestują skutek takiej zmiany, wypełnili nową rubrykę WARIACJE w Dzienniku wynalazcy (str. 11 i 12). Jeżeli nie planujesz ściśle spełniać norm NGSS, na tym etapie procesu projektowania możesz dać uczniom więcej swobody i pozwolić im na więcej eksperymentów z różnymi sposobami rozwiązania problemu.
WARIACJE ZABAWA
SALA LEKCYJNA PRZYSZŁOŚCI
PROTOTYP NR 2 (I KOLEJNE...)
Oto okazja, aby poeksperymentować z poprawkami i ulepszeniami. Pilnuj, aby uczniowie doku-mentowali w Dziennikach wynalazcy wszelkie zmiany, jakie wprowadzą w swoich prototypach, a także ich skutki (pożądane i niepożądane).
Kontynuujcie fazę wariacji (przypomnij uczniom, aby pobawili się swoimi wynalazkami także po wprowadzeniu w nich poprawek i modyfikacji), aż prototyp spełni kryteria sukcesu lub aż wyczerpie się przydzielony na nią czas. Jeżeli potrzebujesz, więcej rad i wskazówek na temat prowadzenia fazy wariacji oraz przydatne w niej podpowiedzi znajdziesz w podrozdziale
„Rola doradcy wynalazcy” (str. 13).
KROK SZÓSTY: PREZENTACJA (20-25 MIN)
Zakończ zadanie, podsumowując wnioski i streszczając historię powstania wynalazku. Ucznio-wie mogą zechcieć nadać mu nazwę i przygotować storyboard przedstawiający stan „po”
(zob. Dziennik wynalazcy). Połączenie historii ilustrujących sytuację przed powstaniem wyna-lazku i po jego zbudowaniu może skutkować powstaniem krótkiego komiksu, który twórcy mogą pokazać reszcie klasy. Prezentacja wynalazku i zebranie opinii i uwag na jego temat świetnie inspiruje do kolejnej rundy wariacji, zabawy i prezentacji.
KROK SIÓDMY: ZAKOŃCZENIE (5 MIN)
Pod koniec lekcji uczniowie powinni odłożyć Bity do pudełek zgodnie ze schematem na ostatniej stronie Przewodnika wynalazcy, sprzątnąć swoje stanowiska pracy i oddać nauczycielowi wypełnione Dzienniki wynalazcy.
KROK ÓSMY: ROZSZERZENIE
Możesz rozbudować fazę WARIACJI o jedno (lub więcej!) opisanych niżej zadań rozszerzają-cych. Zwiększy to liczbę zaleceń norm NGSS wypełnionych w ramach lekcji.
MS-ETS1-4 Projektowanie techniczne: Opracowanie takiego modelu proponowanego przed-miotu, narzędzia lub procesu, który dostarczy danych do kilku powtórzeń cyklu jego prób i modyfikacji, prowadzącego do optymalizacji jego konstrukcji.
Aby spełnić tę normę, uczniowie muszą zdefiniować i kilkukrotnie powtórzyć procedurę pozyski-wania danych w celu zbadania jednoznacznego związku między swoim wynalazkiem a czynni-kiem fizycznym lub środowiskowym, który należy uwzględnić przy jego budowie. Na przykład, tworzą oni model wpływu sił tarcia na zdolność maszyny na kołach do wjechania w górę po pochylni, czy wpływ tworzonego urządzenia na zachowanie wchodzących z nim w interakcję osób. Zalecamy stworzenie w Dzienniku wynalazcy storyboardu i jego aktualizowanie podczas lekcji w miarę powtarzania użytej w próbach procedury.
PREZENTACJA